[論文レビュー] Stellar tracers of the Cygnus Arm I. Spectroscopic study of bright photometric candidates

I. Negueruela, A. Marco|ArXiv.org|Apr 16, 2003

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 34被引用数 19

ひとこと要約

本研究では、第二銀河クアッドラントにおける明るくやや赤化した早期型星の中分解能スペクトロスコピー観測を用いて、渦巻き構造を追跡する。スペクトル型と距離モジュラスを導出し、4 kpcを超える距離に位置する顕著な遠方OB星の集団を同定し、ペルセウス腕ではなくシルスス・アーム（外縁腕）に属していることを確認。これにより、Cam OB3 や Cas OB4、Aur OB2 などの連星の空間的範囲が再定義される。

ABSTRACT

We present medium-resolution spectroscopy of a sample of stars in the second Galactic quadrant selected from the literature because their colours suggest that they are moderately-reddened early-type stars at very large distances. From the derived spectral types and observed colours, we calculate distances to all these objects. For a sizable fraction of our sample, we find distances well in excess of what is expected for Perseus Arm objects, even allowing for rather generous errors. In the interval l=150degr-180degr, there is a large number of objects with distances in excess of 4 kpc, which are likely tracing the Outer or Cygnus Arm. In particular, we find that the association Cam OB3 is placed on this Arm. Based on our results, the extent and definition of the associations Cas OB4 and Aur OB2 need to be reevaluated.

研究の動機と目的

• スペクトロスコピックデータを用いて、第二銀河クアッドラントにおける遠方OB星を同定・追跡すること。
• 光度的に選別された早期型星が、ペルセウス腕ではなくシルスス・アーム（外縁腕）に位置しているかどうかを検証すること。
• 導出された距離に基づいて、Cam OB3 や Cas OB4、Aur OB2 などの既知の連星の空間的範囲と所属関係を再評価すること。
• スペクトロスコピックパラレックスを用いて、広い銀河経度範囲にわたるシルスス・アーム構造の整合性を評価すること。
• OB星および連星の距離推定値を改善し、の銀河渦巻き構造モデルを精緻化すること。

提案手法

• 光度指標が高距離を示唆し、中程度の赤化を示す星を、明るい星カタログから選別した。
• オペラトワール・ド・オート・プロヴァンス（OHP）1.52m望遠鏡で中分解能スペクトロスコピー観測を実施し、スペクトル型を決定した。
• 標準校正関係を用いて、スペクトル型と観測された (V, B-V) 光度から距離モジュラス（DM）を計算した。
• スペクトル型の不確実性が高い場合に備え、1.93m望遠鏡を用いた追加観測を実施した。
• 理論的モデル（例：Vallée 2002, Russeil 2003）による渦巻き腕構造の予測と、導出された距離を比較した。
• Vおよび(B-V)等級を導出するために、Haug (1970)、Hiltner (1956)、Wramdemark (1976)、Tycho (2000) の光度データを用いた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 第二銀河クアッドラントにおける光度的に選別された、中程度に赤化した早期型星は、ペルセウス腕に位置しているのか、それともシルスス・アームに位置しているのか？
• RQ2 銀河経度範囲 l = 115°–180° におけるシルスス・アームの空間的分布と距離的範囲は何か？
• RQ3 OB星の導出距離は、渦巻き構造モデル（例：Vallée 2002, Russeil 2003）の予測と一致するか？
• RQ4 Cam OB3 や Cas OB4、Aur OB2 などの連星は、シルスス・アームとどの程度整合しているか？また、それらの所属関係は再評価を要するか？
• RQ5 明るく遠方のOB星を用いて、スペクトロスコピックパラレックスが、の外縁渦巻き構造を信頼性を持って追跡できるか？

主な発見

• 観測された星の大部分が4 kpcを超える距離に位置しており、これはペルセウス腕とは関係がなく、外縁腕またはシルスス・アームをトレースしていることを示している。
• Cam OB3 は、距離が約4 kpc、距離モジュラスが DM ≈ 13.0–13.5 の位置にあり、シルスス・アーム上にあることが確認された。
• l ≈ 115°–147° の範囲の星は、距離モジュラスが DM ≈ 13.6 に集中しており、約5.3 kpcの一定距離を示し、この領域にシルスス・アームが存在することを支持している。
• シルスス・アームは、l ≈ 105° から l ≈ 180° にわたり連続的に延在しており、5–7 kpc の距離に位置する対象が確認され、特に l ≈ 120° および l ≈ 175°–215° で顕著に現れている。
• l ≈ 135° 付近の星の距離モジュラスの平均は DM = 13.3 であり、Cam OB3 の領域とカシオペア領域の中間的であるため、l = 130°–150° の範囲で一貫した渦巻き構造が存在することを支持している。
• 本研究では、Cas OB4 および Aur OB2 は再評価を要すると示唆されており、現在の所属関係がシルスス・アームの真の空間的範囲と一致していない可能性がある。